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LoopForm SSOT（単一起点）設計ノート

目的

• ループのPHI整形・前処理（preheader Copy、header PHI seed、latch/continue 合流）を単一モジュールに集約してドリフトを防ぐ。
• ビルダー（Direct MIR）とブリッジ（JSON v0 → MIR）の双方で同一の規約と検証を通す。

SSOT（Single Source of Truth）

• 中心: src/mir/phi_core/loop_phi.rs
  • 型: IncompletePhi, VarSnapshot
  • API: prepare_loop_variables_with, seal_incomplete_phis_with, build_exit_phis_with
  • デバッグ: phi_core::common::debug_verify_phi_inputs（到達検証・重複検出）
• Direct MIR（既にSSOT使用）
  • src/mir/loop_builder.rs が LoopPhiOps を実装し、prepare/seal/exit を phi_core へ委譲。
  • 形状: preheader → header(φ) → body → latch → header|exit（LoopForm準拠）。
• JSON v0 Bridge（段階移行→完了済みの範囲）
  • header PHI（seed/完成）・exit PHI を LoopPhiOps アダプタ経由で SSOT API に委譲。
  • break/continue スナップショットは thread‑local stack で収集し、seal/build_exit に渡す。
  • 代表 parity カナリア（opt‑in）で Direct と Bridge の一致を検証。

規約（不変条件）

• header の PHI 入力は「preheader 経由の定義済み値」と「latch/continue からの値」だけ。
• preheader で Copy を先行挿入し、PHI 入力は Copy の出力を参照する（Use-Before-Def回避）。
• 1 predecessor なら直接 bind（PHI省略）、2つ以上で PHI を生成。
• 検証は Fail‑Fast ではなく開発時 WARN（debug_assert）だが、将来 Core 側で整形に移管予定。

今後の移行

• Bridge 側に LoopPhiOps 実装を追加し、prepare/seal/exit を直接呼ぶ。
• ループ形状の生成をユーティリティ化（builder/bridge 双方から共通呼び出し）。

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LoopForm v2 ケース表

Case	loop 条件形	exit preds の構成	想定される PHI 入力の形	対応テスト	対応 .hako
A	loop(i < n)	header / body	header fallthrough + break	loop_conditional_reassign_exit_phi_header_and_break	-
B	loop(1 == 1)	body のみ	break のみ	loop_constant_true_exit_phi_dominates	apps/tests/minimal_ssa_skip_ws.hako
C	loop(1 == 1) + body-local	body のみ（一部の経路のみ定義）	break のみ（BodyLocalInternal は除外）	loop_body_local_exit_phi_body_only	-
D	loop(i < n) + continue	header / body / continue_merge	header + break + continue_merge	loop_continue_merge_header_exit	-

ケース説明

Case A: header+break（標準パターン）

• 条件: loop(i < n) のような動的条件
• 特徴: header→exit と body→exit の両方が CFG 上存在
• exit PHI: header fallthrough + break 経路の両方を含む
• 検証: loop_conditional_reassign_exit_phi_header_and_break

Case B: constant-true+break-only（header 除外パターン）

• 条件: loop(1 == 1) のような定数 true
• 特徴: exit pred は break 経路のみ（header→exit は無い）
• exit PHI: break 経路のみ（header は CFG predecessor でないため除外）
• 検証: loop_constant_true_exit_phi_dominates + minimal_ssa_skip_ws.hako

Case C: body-local変数（BodyLocalInternal 除外パターン）

• 条件: body 内で宣言された変数が一部の exit 経路でのみ定義される
• 特徴: 変数が全 exit predecessors で定義されていない
• exit PHI: BodyLocalInternal 変数は除外（PHI 生成しない）
• 検証: loop_body_local_exit_phi_body_only

Case D: continue+break（continue_merge パターン）

• 条件: continue 文を含むループ
• 特徴: continue_merge → header → exit の経路あり
• exit PHI: header + break + continue_merge の 3 系統
• 検証: loop_continue_merge_header_exit

実装ファイル

ファイル	役割
src/mir/loop_builder.rs	ループ構造生成・[LoopForm] コメント付き
src/mir/phi_core/loop_snapshot_merge.rs	Case A/B 分岐ロジック
src/mir/phi_core/exit_phi_builder.rs	Exit PHI 生成・Phantom block 除外
src/tests/mir_loopform_conditional_reassign.rs	4 ケース全てのテスト（[LoopForm-Test] タグ付き）

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関連

• src/mir/loop_builder.rs
• src/runner/json_v0_bridge/lowering/loop_.rs
• src/mir/phi_core/common.rs
• src/mir/phi_core/loop_snapshot_merge.rs
• src/mir/phi_core/exit_phi_builder.rs
• src/tests/mir_loopform_conditional_reassign.rs